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精密加工

プラスチック部品のガスシール性、形状精度を向上!成形と同時に機能性を付加する樹脂流動制御金型

福岡県

株式会社メイホー

2020年3月19日更新

プロジェクトの基本情報

プロジェクト名 成形品の高機能・高品位化を実現する樹脂流動制御金型の開発
基盤技術分野 精密加工
対象となる産業分野 自動車、産業機械、印刷・情報記録
産業分野でのニーズ対応 高性能化(既存機能の性能向上)、高性能化(耐久性向上)、高性能化(小型化・軽量化)、高性能化(信頼性・安全性向上)、高性能化(精度向上)
キーワード 金属代替、ウェルド防止、真円度向上、繊維強化プラスチック、射出成形
事業化状況 実用化に成功し事業化に向けて取り組み中
事業実施年度 平成22年度~平成23年度

プロジェクトの詳細

事業概要

プラスチック部品には、用途によってガスシール性や強度、精度、工程集約といった機能が要求されている。本研究では、ボールペンのインクタンクや、建築用ボンドのカートリッジ容器、ならびにプリンター用の感光ロールといった川下産業の個々の要求について、九州工業大学の樹脂流動制御技術を活用した金型を開発することで課題を解決し、販売力強化やコストの削減、ならびに資源回収といった環境問題等に寄与する

開発した技術のポイント

射出成形において、射出充填時に金型コアを回し、樹脂の流動を制御する技術。
別の工程を必要とせず、また、成形サイクル時間に影響せず、プラスチック部品へ機能性を付与する事ができる。
樹脂流動制御金型により、プラスチック部品のガスシール性、形状精度を向上
・ガスバリア性能の向上→インクタンク:従来の1.5倍、カートリッジ容器:水蒸気バリア性1g/pkg・atm・24H以下、酸素バリア性が0.1cc/pkg・atm・24H以下
・長尺パイプ→真直度が0.1mm以下
(新技術)
<樹脂流動制御技術(射出成形+配向制御)>
特徴
・分子を配向させることによりガスシール性を高めるなど、特別な工程の追加など無しに機能性を付加
・樹脂の流れを制御して形状精度が高い

樹脂流動制御の原理図
具体的な成果

・型締め力280トンの大型の樹脂流動制御成形システムを開発
‐280トンの出成形機を中心とする大型の樹脂流動制御成形システムを開発
‐直径が60mmや、長さが250mmといったこれまでにない大物成形品における樹脂流動制御を行う事が可能に
・樹脂流動制御成形システムにより、ガスバリア性、形状精度の向上を確認
‐上記システムを使ったガスバリア性の実現では、インクタンク試作サンプルにおいて樹脂流動制御によってガスバリア性が向上
‐上記システムを使った長尺精密成形の実現では、真円度において、樹脂流動制御の有無で形状精度が向上することを確認
・水性顔料ボールペン、カートリッジ、プリンタ用ロールの金型を試作
‐水性顔料ボールペンインクタンク金型では、PP樹脂においてガスバリア性が改善
‐コーキングガンのカートリッジ容器は、インナー金型・アウター金型を試作、条件設定によって金型の回転部分の強度が不足するため、回転コアの強度向上が必要
‐プリンタ用感光ロールは、長さ300mmにおいても樹脂流動制御金型の適用可能性があり、形状精度の向上を確認
・樹脂流動制御による形状精度の向上の例
〜パイプ状の成形品が、樹脂流動制御を用いて成形する事によって歪みが低減される〜

九州工業大学先端金型センターに導入した成形システム
知財出願や広報活動等の状況

出展:2012精密工学会秋季大会

研究開発成果の利用シーン

開発した樹脂流動制御金型を用いることによって、
樹脂ベアリング・ハウジングの強度ならびに精度UP
樹脂パイプロッドの強度ならびに精度UP
などが行える。

実用化・事業化の状況

事業化状況の詳細

・H26年度の実用化に向け、補完研究を継続
・成形品サンプルあり
・金型の販売実績あり

成形品サンプル
提携可能な製品・サービス内容

設計・製作、製品製造

製品・サービスのPRポイント

・耐久性・長寿命化向上→水性ボールペンのインクタンク内水分の減量が現行品の1.5倍(予定)なり、長寿命化
・環境負荷削減→カートリッジ容器の水蒸気バリア性:1g/pkg・atm・24H、酸素バリア性:0.1cc/pkg・atm・24Hを達成し、プラスチック化による再資源化が可能に

今後の実用化・事業化の見通し

H26年度の実用化を目指し、補完研究を実施
・ガスバリ性に関しては目標を達成していないため、引き続き補完研究を実施中
・一部サンプルは、川下産業へ提供し、評価検討中
・樹脂流動制御技術による成形の例として取り上げた3つの製品について、H26年度の実用化を目指す
・それ以外に本技術を使った様々な成形加工の引き合いがあり、既に試作金型の製造販売を開始している物もある

実用化・事業化にあたっての課題

効果がリングや円筒形状のものに限られるため、アイテムとの適応が課題。

プロジェクトの実施体制

サポイン事業者 株式会社メイホー
事業管理機関 公益財団法人北九州産業学術推進機構
研究等実施機関 国立大学法人九州工業大学 先端金型センター

サポイン事業者 企業情報

企業名 株式会社メイホー(法人番号:3290801014943)
事業内容 精密成形品および精密金型の製造販売
社員数 180 名
生産拠点 本社第二工場(福岡県直方市感田)ならびに、第3工場(福岡県直方市頓野)
本社所在地 〒822-0001 福岡県直方市感田811-1
ホームページ http://www.meiho-j.co.jp
連絡先窓口 営業、ならびにR&Dセンター
メールアドレス www@meiho-j.co.jp
電話番号 0949-26-0006